УНИВЕРСАЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1964 года по МПК G01N3/38 G01N3/18 G01N17/00 G01N3/56 

- Известны машины для испытания материалов на усталость с электромагнитным способом возбуждения колебаний, работающие на изгиб и кручение по симметричному и асимметричному циклу нагружения, позволяющие поддерживать заданную программу испытания как по величине деформации, так и по величине нагрузки. Такие машины содерл ат станину, в верхней части которой закреплена снабженная захватом испытательная головка, электромагнитный силовой возбудитель, электронный усилитель фотосопротивления и узел автоматической фиксации разрушения образца.

Предлагаемая машина отличается от известных тем, что для проведения испытаний в вакууме и в парогазовых средах она снабжена закрепленными на основании захвата съемными камерами, в которых установлены дополнительные сердечники из магннтного металла для уменьшения воздушного зазора мел{ду сердечниками электромагнита и образдом.

Для проведения испытаний в условиях контактного трения машина снабжена приспособлением, состоящим из двух ножей, изолированных от корпуса машины и прижимаемых к рабочему сечению образца тарированными цилиндрическими пружинами, которые позволяют изменять прижимное усилие контакта.

Захват выполнен в виде втулки, внутри которой продольно помещены две зажимные пластинки с коническими шпонками. С основанием захвата втулка соединена накидной

гайкой с отжимными пружинами. С помощью такого захвата можно быстро устанавливать образцы различного сечения.

На фиг. 1 изображена описываемая машина, общий вид; на фиг. 2 - пульт управления

машины; на фиг. 3 - конструкция захвата; на фиг. 4 - съемная камера; на фиг. 5 - приспособление для испытаний в условиях контактного трения.

На чугунном литом основании 7, внутри которого установлена часть электрооборудования, а также размещены инстрз мент и приспособления, крепится корпус испытательной головки 2, где установлены: захват 3 с образцом 4 и якорь 5, катушки 6 подмагничивания и катушки 7 возбуждения колебаний, расположенные по обеим сторонам образца. Сердечники катушек соединены магнитопроводом 8. При включении катушек 6 подмагничивания

испытуемый образец 4 получает начальный толчок. Возникающие автоколебания образца передаются через корпус испытательной головки 2 на пьезоэлемент 9, установленный на основании 1. Сигнал, соответствующий частомента, усиливается электронным усилителем и поступает на катушки 7.

Величину сигнала, поступающего на катушки возбуждения колебаний, а следовательно, и амплитуду колебаний образца можно задавать регулятором, выведенным на лицевую панель пульта управления.

Для поддержания постоянства амплитуды колебаний образца во время испытаний используются рабочее и компенсационное фотосопротивления. Рабочее фотосопротивление 10 устанавливается так, что часть светового пучка, направленного на него осветителем 11, перекрывается колеблющимся образцом. Компенсационное фотосопротивление устанавливается в непосредственной близости от рабочего фотосопротивления для уменьшения температурной погрешности измерительного моста.

Амплитуда колебаний измеряется с помощью катетометра и зеркала 12.

Вакуумная электропечь для испытаний при высоких температурах, криокамера для испытаний при низких температурах, вакуум-камера, камера для испытания в парогазовых ередах и приспособление для испытаний в условиях контактного трения устанавливаются на основании захвата 3. Для их установки необходимо поднять магнитопровод с катушками вращением маховичка 13. Расстояние между сердечниками катушек устанавливается вращением рукоятки 14. .Установку фотосопротивления 10 и осветителя 11 на поддержание амплитуды колебания образца осуществляют поворотом рукоятки 15.

На лицевой стороне пульта управления (см. фиг. 2), размещены: потенциометр для записи частоты колебаний и температуры образца, частотомер 17, пересчетные декады 18, электросекундомер 19, счетчик 20 и рукоятки управления. На боковой стороне пульта размещена панель 21 регулирования и поддержания температур.

Конструкция захвата (см. фиг. 3) позволяет быстро и надежно установить образец независимо от его толщины строго по оси маши.ны. Захват выполнен в виде втулки и состоит -ИЗ опоры 22, приваренной к основанию 23, .двух зажимных пластинок 24, зал- имной втулки 25, накидной гайки 26, двух шнонок 27 для фиксации положения пластинок 24 и зажимной втулки 25, пружины 28 и приваренного штуцера 29 для отсоса воздуха при усталовке вакуум-камеры и вакуумной электропечи.

Для испытания в вакууме и создания вакуумной изоляции криокамеры к машине спроектирована вакуумная установка, дающая возможность получить вакуум мм рт. ст. Основными узлами установки являются: вакуумный насос, диффузионный паромасляный насос и распределительная коробка. . .Съемные камеры выполнены таким образом, чтобы можно было замерять величину амплитуды и поддерживать ее с помощью

фотоэлемента. Для этого в камерах (см. фиг. 4) имеются смотровые стекла 30 в боковых стенках и в верхней части.

При установке камер воздушный зазор между сердечниками катушек увеличивается. Для уменьшения воздушного зазора в камеры введены по обеим сторонам образца дополнительные сердечники 31, являющиеся как бы продолжением сердечников катушек.

Криокамера и вакуумная электропечь изготовлены с двойными стенками. Между наружной стенкой 32 и внутренней 33 расположен теплоизолятор 34. Теплоизолятором в вакуумной электропечи является проточная вода, а в криокамере--вакуум. Для получения низких температур в криокамеру подается жидкий азот из сосуда Дьюара.

Приспособление для испытаний в условиях контактного трения (см. фиг. 5) состоит из литого корпуса, на котором крепится направляющая 35 для установки корпусов тарированных цилиндрических пружин 36, создающих нагрузку на ножи 37 через изготовленные из изоляционного материала толкатели. Пружины протарированы и могут дать нагрузку до 5 кг на каждый нож. Ножи 37, расположенные по обеим сторонам образца 4, устанавливаются в опоре 38, изготовленной из изоляционного материала.

Предмет изобретения

1.Универсальная машина для испытания .материалов на усталость при знакопеременном изгибе и широком диапазоне температур, содержащая станину, в верхней части которой закреплена снабженная захватом испытательная головка, электромагнитный силовой возбудитель, электронный усилитель фотосопротивления и узел автоматической фиксации разрушения образца, отличающаяся тем, что, с целью проведения испытаний в вакууме в парогазовых средах, она снабй ена закрепленными на основании захвата съемнымы камерами, в которых установлены дополнительные сердечники из магнитного металла для уменьшения воздушного зазора между сердечниками электромагнита и образцом.

2.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью проведения испытаний в условиях контактного трения, она снабжена приспособлением, состоящим из двух ножей, изолированных от корпуса машины и прижимаемых к рабочему сечению образца тарированными цилиндрическими пружинами, которые позволяют изменять прижимное усилие контакта.

3.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью быстрой установки образцов различного сечения и их самоцентрирования, захват выполнен в виде втулки, внутри которой продольно помещены две зажимные пластинки с коническими шпонками и соединенной с основанием захвата накидной гайкой с отжимными пружинами.

15

10,1 J

/13

J7 if 38